【CNT点评】今天DLP技术已经彻底征服了传统的3D数字影院和投影仪市场,明天DLP技术很可能将无处不在地彰显在我们的移动世界里,通过虚拟键盘、抬头显示器(HUD)等充满科幻色彩的神奇功能证明它的存在。今天日本先锋已经成功地开始提供基于DLP技术的后装HUD系统给日本一流汽车制造商就是一个很好地例证。除此之外,DLP技术还正在将触角延伸到机器视觉系统、汽车HUD、便携式高精度3D扫描仪、静脉血管显影仪及现场光谱仪等非传统的工业、汽车、医疗等应用市场。
像智能手机和平板电脑一样,微型投影技术未来也将无处不在地彰显在我们的日常生活和工作,除了微型投影仪以外,投影手机、投影平板、汽车HUD、虚拟键盘已经开始出现在我们的周围。可以说,微型投影技术已经趋近成熟,虽然由于价格偏高、功耗偏大和尺寸偏大等问题导致微投影+3C产品整合应用潮流并未带起应用热潮,但东边不亮西边亮,微型投影光引擎供应商开始将眼光转向对上述问题不是太敏感的目标应用市场,如高档汽车HUD应用、高端移动设备的虚拟键盘和高速生产线的机器视觉检测等。
目前业内主要存在四种微型投影技术,除了LCoS(Liquid Crystal on Silicon)及TI数字光源处理DLP(Digital Light Process)两种以外,还有Microvision研发的激光光源扫描式微机电MEMS技术、英商Light Blue Optics发展的全像术激光投影HLP(Holographic Laser Projection)。
虽然微型投影业界在激光光源、LED光源、MEMS或是DLP光引擎方面的核心技术竞争尚还在持续之中,但微型投影机产品化的压力却丝毫不减,早期以单机型态推出的微型投影机在市场销售并未出现热潮,因此发展微型投影光引擎的供应商为了扩大市场,已开始将推广触角扩及汽车产业,为高级汽车市场提供彩色HUD抬头显示器升级选择。例如,日本先锋已经开始为日本一流汽车制造商提供基于TI DLP技术的后装HUD系统。
HUD抬头显示器,在以前是坦克、战斗机等战争机器,大多会设置在前方或头盔内的一种微型显示器,藉以辅助操控者不需低头、即能检视操控设备、武器的关键控制信息,一般是以偏光玻璃或投影方式呈现内容。以往这种以战斗目的设计的显示器,可让操驾者省掉数秒钟的仪表检视时间,而这几秒往往是谁胜谁败的重要关键。
原本针对随身投影行动商务应用方案开发的微型投影机,一方面微型投影的投射范围,受限于光引擎的输出亮度有限,投射范围约在10~20吋之间,在商务实用性受到考验,而光引擎业者尝试将光引擎用于汽车产业,为高级车打造如同战斗机、坦克应用的抬头显示器,搭配汽车计算机呈现行车信息,甚至将导航内容直接投射在汽车前挡风玻璃,营造更直觉的行车体验。
目前微型投影光引擎主流业者,如Microvision、TI已针对现有的微型投影方案,整合车用HUD技术方案,例如TI即相当积极,将旗下光引擎导入Mercedes-Benz、Audi概念车设计方案中,在2012 CES展也有展出以DLP技术整合之HUD概念车款。
DLP全球嵌入式产品事业部经理 Mariquita Gordon说:“今天先锋已经可以提供基于DLP技术的后装HUD系统,2015或2016年你就可以看到前装了DLP HUD系统的高档汽车,我认为,DLP技术将是未来中高档汽车HUD的主流选择,因为它的稳定性好、亮度够、能耗低、技术成熟,而激光微投影引擎技术还不成熟,LCoS技术又存在亮度不足等问题。”

DLP全球嵌入式产品事业部经理 Mariquita Gordon
新一代利用微型投影技术开发的HUD解决方案,因为微型投影机本身即具备完善之动画投映质量,不管DLP或激光MEMS微型投影技术,可满足全动态影像的投射需求,尤其是光学处理投映画面可在内部影像处理即产生可因应投射曲面微调的映像,可轻松导入车用HUD应用需求。
此外,微型投影技术本身耗能相当低,可以选用LED光源或雷射光源,因为投射面相对较小,多数都会优先选择LED光源为多,整体耗能并不会造成车用电子过度负荷,亦不会影响车行安全。尤其是现有微型投影方案,可以达到5公尺清晰投射画面,用于车用前挡风玻璃应用绰绰有余,另外微型投影技术整合之HUD还可清晰呈现仪表板的所有信息,包含目前车速、油耗、巡航信息等,减低需低头检视行车数据造成危险的可能性,未来还可能结合声控或手势控制,与车用娱乐系统进行整合,满足现代人的科技用车需求。
去年非传统DLP显示市场实现100%增长
DLP非传统显示市场除了汽车HUD应用以外,还包括PCB数字曝光、机器视觉、3D扫描和测量、光谱分析、智能照明。

DLP技术可用于进行光谱分析,辨别假酒或其它食物

智能照明
Mariquita Gordon表示:“2011年到2012年,TI DLP投影解决方案在非传统显示应用市场实现了100%的增长率,其中70%增长来自工业市场,13%增长来自医疗市场,成功应用最多的是机器视觉、3D扫描、光谱分析和PCB数字曝光市场。”
DLP数字曝光是PCB制板工艺的一个革命性进步,它可以去掉成本不菲的掩膜,大幅降低多层PCB制造成本。
基于DLP技术的3D扫描可以快速准确地提取任何形状物体的尺寸,包括表面积、体积和特征尺寸。3D扫描在牙科扫描、机器视觉、生物辨识和工业计量上的成功应用证明它具有极高的价值。例如,现在病人去医院镶牙时不再需要做牙模,只需要做一次3D扫描就可以准确得出病牙的3D尺寸,从而很快就可以做出一颗与真牙一模一样的假牙。因为相比于触点坐标测量或扫描激光,利用DLP技术的结构光系统可实时生成高度精确的3D数据。

便携式3D扫描可用于快速换假牙
此外,DLP技术还推动了光谱仪设计的突破性进展。对于现在的很多应用来说,要正确辨别和描述材料成分,需要使用昂贵的、实验室等级的光谱仪。而工业制造、农业和法律实施等许多行业都希望有一种经济实惠的便携式设备,可以在现场或装配线上执行实时材料分析。
DLP技术采用的数字微镜器件(DMD)是一种高效的空间光调制器,可促成紧凑型光谱仪以满足这些要求。透过消除移动镜或光栅,实现了物理上稳健且坚固耐用的设计,而且作为数字开关器件,DMD可以在不同的时间和温度下提供恒定的结果。除了高速波长选择和滤波之外,开发者还可以使用DMD调制各个不同波段的光线。此外,基于DMD的光谱仪可针对多种材料轻松编程,形成灵活多变的光学引擎设计,可满足多种应用的需求。
不到1万就可拥有完整DLP开发环境
迄今为止,TI已经开发出了五款不同尺寸的DLP芯片组,最小的两款是DLP 0.3 WVGA芯片组和DLP 0.45 WXGA芯片组,基于这两款芯片组开发的DLP开发平台分别成为DLP LightCrafter和DLP LightCraft 4500,分别可提供最大50流明和150流明的光输出。
DLP LightCrafter模块提供了对0.3 WVGA数字式微镜器件的直接控制,应用范围包括测量和传感、智能照明、波长控制和数字曝光,目标应用市场包括3D表面检查、心血管成像、3D牙科扫描、分光仪和机器视觉等。DLP LightCrafter 4500模块将高分辨率、高亮度和可编程性巧妙地组合在一个小型规格中:122mm×115mm×48mm,适用于工业、医疗和科学应用市场。

中国本土VIVOLIGHT生产出血管显影仪,已在美国医院应用
日前,TI DLP产品事业部宣布,DLP LightCrafter 4500光控制评估模块可与PandaBoard 4500单板机兼容。通过与全新的PandaBoard 4500结合使用,DLP LightCrafter 4500可为用户提供一个嵌入式平台,使其无需连接到一台专用笔记本电脑或台式电脑上。PandaBoard 4500与DLP LightCrafter 4500相结合可创建独立的高精度移动工具,从而满足不断增长的应用的需求,如机器视觉系统、便携式、高精度 3D 扫描仪及现场光谱仪等。
DLP全球嵌入式产品事业部经理 Mariquita Gordon 表示:“对现有应用和新应用来说,DLP LightCrafter 4500本身就是一个实现光控制的强大工具。通过将DLP LightCrafter 4500和知名的PandaBoard进行无缝连接,我们成功拓展了其易用性,可帮助开发者将想法转变成原型产品,进而转变成真实产品,并且解决可编程光的问题。”
大多数解决方案需要借助台式电脑或嵌入式处理器,对于便携式或手持式解决方案来说,PandaBoard 4500可协助用户利用DLP LightCrafter 4500运行更大尺寸、更复杂的应用,其内置的1GHz双核处理器可同时提高图像加载速度和流速率。PandaBoard 的1GB板载RAM和SD卡槽还包含一套连接选项,包括以太网、蓝牙、Wi-Fi、USB 2.0、HDMI输出及摄像头输入接头。当前的PandaBoard全球用户网络提供额外的支持功能,使开发者能够利用Android、Ubuntu 和 Linux 操作系统,更快地将基于 DLP LightCrafter 4500 的解决方案推向市场。
DLP设计合作伙伴北京闻亭泰科技术发展有限公司副总杨永志表示:“我们成功地为开发者提供定制化的DLP LightCrafter 4500,帮助其开发3D扫描和3D打印等应用。”
如需购买PandaBoard 4500,现可从SVTronics购买(零售价为210美元)。如需了解更多信息或购买 DLP LightCrafter 4500(零售价为1299 美元),请访问TI DLP网站。如需了解更多有关 PandaBoard 的信息,请访问官方社区页面 www.pandaboard.org。
自1996年以来,德州仪器公司的DLP显示技术屡获殊荣,为全球顶级的显示设备提供色彩丰富、对比鲜明、 高清靓丽的优秀画质,已广泛应用于包括智能显示技术在内的各种装置。利用DLP的智能显示功能,用户可在诸如汽车、医疗和互动投影等各种应用中与内容互 动。从影院(DLP Cinema)到大型专业展厅,从会议室、教室到家庭影院,DLP的技术贯穿其中。
此外,DLP Pico使移动设备能够在您手中轻易地投影出画面。每一块DLP芯片的核心是由多达800万块显微镜所排成的阵列,它们超高速切换。凭借速度优 势,DLP技术可提供最尖端的应用。